Unbekannte Wirkungen bei Medikamenten entdeckt

Forschende der Universität Basel können dank einer neuen Methode die Wirkmechanismen Tausender Wirkstoffe gleichzeitig testen – und entdeckten so unbekannte Wirkungen bei bekannten Arzneimitteln.

Basel. Wie genau wirken Medikamente auf den Stoffwechsel von Zellen? Forschende des Departements Biomedizin der Universität Basel können dank einer neuen Messmethode die Wirkmechanismen von über 1500 Wirkstoffen gleichzeitig testen. Dies könnte die Entwicklung von Medikamenten massiv beschleunigen. Im Fachjournal «Nature Biotechnology» veröffentlichten die Wissenschaftler:innen nun die Ergebnisse aus dem Verfahren, der sogenannten Hochdurchsatz-Metabolomik – darunter unbekannte Wirkungen bei bereits bekannten Arzneimitteln. «Unser Verfahren liefert eine zusätzliche Charakterisierung der Substanzen, aus der sich mögliche Nebenwirkungen oder Wechselwirkungen mit anderen Medikamenten ableiten lassen», erklärte Forschungsgruppenleiter und Pharmakologe Mattia Zampieri. «Wirkstoffe beeinflussen viel mehr, als wir es uns vorgestellt hatten.»

Bemerkenswert waren insbesondere bisher unbekannte Wirkprinzipien von gängigen Medikamenten. Beispielsweise entdeckte das Team eine bisher unbekannte Wirkung von Tiratricol, einem Wirkstoff, der bei einer seltenen Funktionsstörung der Schilddrüse zum Einsatz kommt. Neben seiner bekannten Wirkweise hat Tiratricol auch einen Effekt auf die Produktion von bestimmten DNA-Bausteinen. «Das Medikament wäre also womöglich ein guter Kandidat für ein neues Anwendungsgebiet: die Regulation der Biosynthese von DNA-Bausteinen. Damit könnte es beispielsweise in Krebstherapien verwendet werden, um das Tumorwachstum zu hemmen», sagte Erstautor Laurentz Schuhknecht.

Umfassende Daten aus solchen Hochdurchsatzverfahren helfen ausserdem, künstliche Intelligenz für das Design neuer Medikamente zu trainieren. «Unsere langfristige Vision ist, das individuelle Stoffwechselprofil eines Patienten oder einer Patientin mit den Wirkmechanismen Tausender Wirkstoffkandidaten abzustimmen, um herauszufinden, welches Medikament den durch die Krankheit veränderten Stoffwechsel normalisieren könnte», meinte Zampieri. Um dieser Vision näherzukommen, sei es nicht nur wichtig, die Wirkung der Substanzen auf den Stoffwechsel zu verstehen. Genauso wichtig sei, wie der menschliche Körper die Wirkstoffe verarbeitet und damit ihre Wirkung verändert. In ihrer weiteren Forschung untersuchen die Wissenschaftler:innen deshalb vertieft das Wechselspiel zwischen Organismus und Wirkstoffen. (red)

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Quelle: Universität Basel